活性炭表面化学特性-活性炭表面氧基团

活性炭表面化学性能是活性炭表面吸附氧或和硫原子作用或同表面氧基团置换，和氮原子或表面氧基团作用形成的基团，这些表面氧化物、硫化物、氮化物在活性炭当做吸附剂，细化剂和催化剂载体时，它们的作用。

活性炭表面氧基团（surface oxygen group of activated carbon）

活性炭表面吸附氧形成的基团，即是表面氧基团。活性炭微品平面层的边缘原子或外露晶格缺陷、移位和断层处，是形成氧基团的主要部分。活性炭表面氧基团分为酸性和碱性两种，眼性氧基团据目前分析有以下七种结构形式：

               1．羧基                                              2．酚羟基                                   3. 醌型羰基                     4.正内酯基（a-内酯基)

5．荧光型内酯基(f-内酯基）                        6．羧酸酐基                                 7.环形过氧基

前三种结构是主要的。两种内酯基都是从羧基衍生而来的，正内酯基从400℃起分解，至800℃已经分解了90％。f-内酯基于400℃左右分解成醌型羰基。在一定温度下，两个相邻羧基脱水生成羧酸酐基，相邻的酚羟基和羧基脱水生成内酯基。

试验室制备含有酸性氧基团的活性炭是在400℃上下连续通入湿空气：400～450℃下主要形成醌型羰基和酚羟基：在400℃以下，主要形成羧基和内酯基。测定表面酸性氧基团常用的方法，是联碱中和法和重氮甲烷法等化学方法。物理法有傅里叶变换红外光谱法和电子能谱法等。

活性炭对浓度小于0.05mol／L盐酸的化学吸附，表明有碱性氧基团存在。大多数人认为，此基团的化学结构是色烯结构。此结构在酸中易被氧化成阳碳离子，从而吸附酸根，并析出过氧化氢：通常于800～1000℃下在混有少量空气的气氛里活化时，会形成表面碱性氧基团。经高温脱气在炭于氮气中冷却至室温后，一旦和空气接触，吸附了氧形成了表面碱性氧基团。表面碱性氧基团形成的量较少，覆盖面积一般比表面酸性氧基团少得多。